高层建筑中机电工程智能化的应用研究

顾洪平

1 相关概念

1.1 智能化技术

智能化技术是指利用人工智能、机器学习、大数据等技术手段，使系统和设备具备自动学习、自主决策以及自动执行的能力。该技术可以感知和理解环境、物体、行为等信息，通过算法和模型进行分析和推理，实现智能化的应用场景。目前，智能化技术已经广泛应用于交通、制造、家居和医疗等领域。

1.2 机电工程

机电工程是一门综合性学科，是机械工程和电气工程两个专业的交叉和结合，包含机械和电气两个方面的知识和技术，旨在研究机械设备和电气设备的设计、制造、控制和运行等。

高层建筑的机电工程是指高层建筑中的各种机械与电气设备的安装、调试和运行维护等。机械和电气设备包括电梯系统、供水与排水系统、空调系统、消防系统、通风系统以及照明系统等，如图1 所示。

图1 高层建筑机电工程系统（来源：作者自绘）

1.3 高层建筑机电工程的智能化应用

智能化技术已广泛应用于高层建筑的机电工程，通过智能化的技术和设备，提高建筑物的使用效率、便利性和能源利用率。智能化技术可以监测、控制和管理高层建筑的机电设备，使其运行更加高效。同时，通过实时数据监控和算法分析，可有效预测并优化设备性能，提高设备的利用和运行效率，降低能源消耗和维护成本。

智能化技术可以根据人们的需求和环境变化调节设备参数，以提供更加舒适便捷的使用体验。例如，智能化空调系统可以根据室内温度和人员数量自动调节温度和风速，保持室内温度舒适，提高空气质量。

此外，高层建筑的机电设备通常能耗较高，通过智能化技术可以精细管理和优化能源利用，实现节能减排的目标。例如，智能化照明系统可以根据光线和人员活动情况自动调节照明亮度，智能化电梯系统可以通过智能调度算法减少空载量和等待时间。

2 智能化技术在高层建筑电气工程中的应用原则

2.1 满足建筑物使用的原则

智能化技术满足建筑物使用的原则以安全可靠和舒适便利为核心，通过合理的技术应用和系统设计，提供更好的使用体验，具体为：

1）智能化技术的应用应具备安全可靠性。例如，智能化监控系统和防盗系统需要实时监测建筑室内外的情况，出现问题时能及时报警并采取相应的措施，确保人员和财产的安全。

2）智能化技术的应用还应具备舒适便利性。智能化技术应提供舒适便利的使用体验，智能化系统如智能照明系统、智能空调系统等，可以根据用户的需求和环境变化进行智能控制，提供舒适的室内环境。智能家居系统能够实现智能化的家庭娱乐、智能安防等功能，提高住户的生活质量和便利[1]。

2.2 符合节能环保的原则

智能化技术的应用要符合节能环保的原则。通过智能化能源管理系统，实时收集建筑物各个部位的用电、用水和用气等数据并进行分析。根据分析结果合理调整设备运行模式和能源分配，降低能源消耗，达到节约能源的效果。例如，智能化照明系统可以感应室内光线并自动调节灯光亮度和开关状态，避免能源浪费。智能化空调系统可以根据人流量、温湿度等情况自动调整温度和风速，提高能源的利用效率。

2.3 符合经济安全的原则

智能化技术的应用要符合经济安全的原则，主要表现在节约维护成本方面。高层建筑拥有大量机电设备和系统，如电梯、空调、给排水设备等，应用智能化技术可以远程监测这些设备并进行故障预警，以便及时发现并解决问题，避免设备损坏，同时可减少维修成本。

在提高管理效率方面，智能化楼宇管理系统可以全面监控和管理高层建筑，随时获取各个部位的设备运行情况，并通过数据分析和智能算法优化设备运行模式，提高设备的利用和管理效率，降低人力成本[2]。

在提升安全性能方面，智能化技术的应用可以减少安全事故发生。例如，智能消防系统可以实现火灾自动报警、自动喷水和疏散指引等功能，发生火灾时能够及时响应，保障人员安全。智能安防系统可以通过视频监控、门禁控制等手段有效防范入侵和窃盗。

3 高层建筑中机电工程智能化的应用

3.1 在智能楼宇中的应用

在高层建筑中，机电工程的智能化技术和设备能够为高层建筑提供高效、节能、安全和舒适的运行环境。

智能照明系统能够通过光线感应器和光线传感器等设备自动控制照明设备，可以根据光线强度和使用需求调节照明亮度和开关灯的时间，以提高能源利用效率。楼宇智能空调系统能够利用传感器监测室内的温度、湿度和人员活动情况，自动调节空调的工作模式和温度，平衡室内的舒适度和能源消耗。智能用电管理系统通过智能电表和智能插座等设备，能够实时监测和记录用电情况，精细管理和优化能源利用。楼宇智能安防系统能够通过视频监控、入侵检测、门禁控制等技术，全方位监测建筑内外的环境，实现安全防护，保障生命财产安全。

智能楼宇管理系统通过集成控制平台，集中监控和管理各子系统，包括照明、空调、用电、安防等。基于数据分析和智能决策，优化建筑的运行效率，提高建筑管理水平[3]。机电工程智能化在智能楼宇的应用，通过自动化、智能化的技术手段，提升了建筑的运行效率和舒适性，实现了可持续发展和节能减排的目标。智能化技术在高层建筑电气工程中的应用，如图2 所示。

图2 智能化技术在高层建筑电气工程中的应用（来源：网络）

3.2 在智能家居中的应用

智能家居为人们提供智能、便捷、舒适的居住体验。例如，智能家居的安防系统整合了视频监控、门禁控制、入侵报警等功能，通过手机应用软件或智能设备，可以随时随地监控室内的安全状况，接收报警通知。室内智能空调系统利用智能温湿度传感器和温控设备，实时监测室内的温度和湿度，并自动调节空调的工作模式和温度设置，始终保持室内环境的舒适[4]。

智能家居系统通过智能家居中枢，实现对各类智能家电的集中控制。例如，可以通过语音指令或手机应用软件，调整电视、音响、窗帘和洗衣机等电气设备的开关、模式和时间。此外，智能家居中的健康管理系统可以监测室内的空气质量、温湿度等数据，进行健康评估，提供环境优化建议，也可以联动智能穿戴设备，实时监测身体健康状况。由此可见，机电工程智能化应用于智能家居的多个方面，从安防、空调到健康管理，为人们提供更加舒适、便捷和安全的居住环境。

3.3 在智能物业中的应用

机电工程智能化应用于物业管理的诸多方面，先进的智能化技术使物业部门能够更好地实现智能化、便捷化和高效化的物业管理。

在智能物业系统中，通过卡片识别、人脸识别和指纹识别等技术，可以实现人员身份认证和出入口的自动控制，从而提高物业管理的安全性和高效性。在智能巡更系统中，利用智能感应装置和互联网技术进行巡检和监控，能够实时记录巡查路径和时间，提高巡检效率和管理质量。在智能停车管理系统中，通过车牌识别、无线传感器等技术智能管理停车场，实现空位导航，住户可以通过手机应用软件查询停车位信息、提前预约车位和支付停车费用，方便停车与管理[5]。

在智能能源管理系统中，通过智能电表、能耗监测设备等，可以实时监测和管理公共区域的能耗情况，有助于物业合理调控能源利用，降低能耗成本，节约能源，保护环境。在智能设备管理系统中，利用物联网技术和云平台，对建筑设备进行远程监测和运维管理，实时掌握设备的运行状态并进行故障预警，提高设备的可靠性和维护效率。在智能公共空间管理中，利用智能化技术，可以实时监测和控制公共空间的安全和卫生状况，提升居住体验。因此，将智能化机电工程应用于物业管理，不仅可以提高物业管理的便捷性、高效性和安全性，而且能够为居住者提供更好的居住环境和物业服务。

3.4 在智能化电力监测系统中的应用

在高层建筑的管理中，智能化电力监测系统扮演着重要的角色。智能化电力监测系统是指通过感知、测量和监控建筑物的用电情况，提高电力管理的高效性和安全性。在高层建筑中安装各种传感器和仪表设备，实时监测建筑物的电力负荷，收集负荷数据，进行分析和预测，以便优化用电计划，减少能耗，制定合理的电力调配方案，及时发现并解决电力设备的故障问题，为高层建筑的可持续发展提供技术支持。智能化在电力监测系统中的应用，如表1 所示。

表1 智能化在电力监测系统中的应用

4 结语

高层建筑的机电工程应用智能化技术，不仅能够赋予高层建筑更多功能，而且能够提供更加便捷、舒适的居住环境。将智能化技术应用于高层建筑的机电工程，能够有效推动我国建筑行业的发展。